Pohledy na vybrané téma

Práce a teplo

Vnitřní energii soustavy můžeme změnit konáním práce nebo dodáním či odebráním tepla.

Práce je fyzikální veličina se stejným rozměrem a jednotkou jako energie a značíme ji W. Ve fyzikálním smyslu znamená, že na těleso působí síla F a dochází k jeho posouvání po určité dráze (s) nebo k deformaci. Velikost práce souvisí s výměnou energie – práce je rovna velikosti přeměněné nebo předané energie. Dle druhu působící síly se rozlišuje mechanická práce, práce elektromagnetického pole, práce gravitačního pole, atd. Velikost práce lze v nejjednodušším mechanickém případě vyjádřit jako součin síly a dráhy, kterou těleso urazí.

W = Fs

Teplo je fyzikální veličinou popisující změnu termodynamického stavu systému, nikoli stav samotný - ten popisuje teplota. Značíme ho Q, jeho jednotkou je J (joule). Teplo (nesprávně často označované jako tepelná energie) je část vnitřní energie, kterou si těleso vymění (tj. přijme nebo odevzdá) s jiným tělesem, ale nedochází přitom ke konání práce. Mluvíme o tepelné výměně. Teplo je základním druhem energie, lze ho totiž vyrobit z jakékoliv jiné formy energie. Proto stojí přeměna na teplo na začátku řetězce většiny energetických přeměn. Teplo pak lze zase jednoduše převést na další formu energie pomocí tepelných strojů (turbína, spalovací motory). Slouží nám tak k výrobě elektřiny, pohonu vozidel a mnoha dalším činnostem. V podobě tepla se i nakonec vyzáří do okolí téměř veškerá energie, kterou využíváme. Neustále tak vlastní činností ohříváme atmosféru, vodu nebo půdu.

Příklady konání práce a tepelné výměny:

  • Při řezání dřeva se vykoná práce a zahřeje se list pily.
  • Prochladlé ruce můžeme zahřát konáním práce třením o sebe nebo tepelnou výměnou zahřátím rukou u topení.
  • Na povrchu křídel raketoplánu dochází ke tření vzduchu a letícího křídla. Proto dochází k jeho zahřívání.